视觉假体中高阶数据调制解调技术的研究

摘要

人类了解未知世界所需的信息70％以上来自于视觉,视觉是人类最为重要的能力,因此,失明对人类的影响极其严重。据世界卫生组织(WHO)2002年报告称,全球约1.4亿人有视觉残疾,其中包括4500多万盲人,在中国就约有550多万盲人。在各种致残疾病中,色素性视网膜炎(RP)和老年黄斑变性(AMD)是无法通过常规治疗方式治愈的。
　　一些科学家们提出了帮助盲人恢复光明的一种方案:利用电子刺激装置代替视觉通路中的缺陷来修复视觉,即视觉假体。通过深入的研究视觉机理,采用仿生手段,结合医学和心理物理学,开展视觉修复的基础理论与关键科学问题的研究,有望为盲人开辟一条光明之路。
　　本文介绍了视觉假体的几种实现方案和对应的实现结构,主要研究高阶差分幅度相移键控调制技术(DAPSK)在视觉假体无线通信中的应用。论文分析了DAPSK的原理,分别采用MATLAB和FPGA完成了视觉假体中16DAPSK调制解调系统的算法建模和硬件电路设计,并进行了硬件电路的验证,实现了数据信息的调制和解调功能。结果表明,高阶差分幅度相移键控调制技术可有效解决在单一线圈中实现能量和数据同时高效传输的问题。而且该技术可以在体内解调端采用非同步载波混频的准相干解调,有利于降低接收端的实现难度,减小电路规模,适合植入式视觉假体的应用需求。该调制解调电路设计方案可为高性能的视觉假体设计方案提供参考。

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1 前言

1.1 研究背景与意义

1.2 视觉假体的发展现状

1.3 论文研究内容和章节结构划分

2 视神经刺激器调制方式的选择

2.1 调制技术介绍

2.2 数字调制技术概述

2.3 解调技术介绍

2.4 高阶调制解调方式介绍

2.5 课题采用的调制方式

3 16DAPSK数学建模仿真

3.1 Matlab/Simulink简介

3.2 16DAPSK信号空间

3.3 16DAPSK调制原理与建模

3.4 16DAPSK解调原理与建模

4 16DAPSK硬件电路设计

4.1 数值表示形式

4.2 电路关键模块设计

4.3 整体电路仿真

4.4 FPGA验证

5 总结

致谢

参考文献